Уплотняющий затвор для плавающей крыши резервуара

Уплотняющий затвор для плавающей крыши резервуара включает разрезное кольцо, состоящее из скользящих листов, каждый из которых подвешен на наружном ободе плавающей крыши при помощи двухзвенных шарнирных механизмов и прижат к стенке резервуара при помощи пружин, мембрану, прикрепленную с одной стороны к разрезному кольцу, а с другой - к наружному ободу плавающей крыши. Двухзвенные шарнирные механизмы расположены в горизонтальной плоскости, оси шарниров крепления их к наружному ободу плавающей крыши наклонены под углом 5…30° к вертикали с возможностью перемещения концов шарнирных механизмов со стороны разрезного кольца в направлении радиуса резервуара в горизонтальной плоскости. Изобретение направлено на создание новой конструкции уплотняющего затвора для плавающей крыши резервуара, в результате чего упрощается конструкция затвора, а также повышается его надежность. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к резервуарам с плавающей крышей для хранения легкоиспаряющихся нефтей и нефтепродуктов.

В резервуаре с плавающей крышей зазор между стенкой резервуара и ободом плавающей крыши уплотняется при помощи затвора, который прикрепляется к плавающей крыше и должен сохранять плотный контакт со стенкой резервуара во всем диапазоне движения плавающей крыши, а также при изменении ширины зазора из-за некруглости резервуара или местных неровностей на его стенке. Подвеска затвора воспринимает нагрузки от собственного веса затвора, атмосферных осадков и силы трения. Кроме того, плавающая крыша может поворачиваться в горизонтальной плоскости относительно стенки резервуара, в результате чего образуется скручивающий момент.

Известны уплотняющие затворы мягкого типа для плавающей крыши [1].

В мире наиболее распространены затворы жесткого типа. Так как они более долговечны, ремонтопригодны, эффективны и более совместимы с различными нефтепродуктами. Типичным представителем затвора жесткого типа является затвор «Виггинс», несущим элементом которого является рычажный механизм в форме пантографа [2]. Недостатком этой конструкции является чрезмерное возвышение рычажной системы над верхом плавающей крыши, что приводит к уменьшению полезной вместимости резервуара, а также увеличивается требуемая высота наружного обода плавающей крыши (на практике не менее 900 мм).

Этого недостатка лишен в какой-то степени затвор, подвесной механизм которого имеет четырехзвенную рычажную систему [3]. Недостатком этого затвора является сложность конструкции подвесного механизма, требующая высокой точности подгонки элементов кривошипно-шарнирного механизма. При ширине зазора между плавающей крышей и стенкой резервуара до 400 мм увеличиваются линейные размеры кривошипов и шатунов, поэтому приходится неоправданно увеличивать высоту наружного обода. В настоящее время, как правило, особенно в больших резервуарах, используются двудечные плавающие крыши, для которых нет необходимости устраивать наружный обод большой высоты (достаточно 400…500 мм). Это позволяет увеличивать полезный объем резервуара.

Известен затвор для плавающей крыши резервуара [4], в котором подвеска включает четырехзвенный шарнирный механизм, состоящий из двухзвенных шарнирных элементов, оси шарниров которых расположены под углом одно к другому. Двухзвенные элементы прикреплены к плавающей крыше с помощью цилиндрических шарниров, оси которых расположены у одной вертикально, у другой горизонтально. Поэтому один двухзвенный шарнирный механизм может складываться (перемещаться) в горизонтальной плоскости, другой элемент - в вертикальной. Механизм, складывающийся (перемещающийся) в горизонтальной плоскости, воспринимает вертикальную нагрузку (собственный вес затвора, сила трения и вес выпавших атмосферных осадков), другой воспринимает только горизонтальные нагрузки при повороте плавающей крыши.

Недостатками этой конструкции являются:

- один из двухзвенных элементов четырехзвенного шарнирного механизма перегружен;

- усложнена конструкция из-за необходимости применения дополнительного объединяющего элемента (перемычка для соединения осей шарниров);

- для элемента, складывающегося в вертикальной плоскости, требуется такое же пространство, что и в затворах, недостаток которых был отмечен выше [2, 3], что ведет к увеличению высоты наружного обода плавающей крыши.

В предлагаемой конструкции затвора эти недостатки устранены за счет расположения двухзвенных механизмов в горизонтальной плоскости и наклона осей шарниров крепления подвесного механизма к наружному ободу плавающей крыши под углом 5…30° к вертикали с возможностью перемещения концов шарнирного механизма со стороны разрезного кольца в направлении радиуса резервуара. Все двухзвенные шарнирные механизмы затвора унифицированы, выполняют одинаковые функции, поэтому взаимозаменяемы, их можно устанавливать попарно, если нагрузка на них большая (фиг.3), а также по одному на каждый скользящий лист в случае незначительной нагрузки (фиг.2). В результате упрощается конструкция и повышается надежность затвора.

На приведенных фигурах схематично изображен предлагаемый затвор для плавающей крыши.

Фиг.1 - фрагмент затвора в зазоре между стенкой резервуара и плавающей крышей, зеркальное расположение шарнирных механизмов. Фиг.2 - шарнирный механизм затвора при одиночном расположении по периметру резервуара. Фиг.3 - спаренный шарнирный механизм с зеркальным расположением шарнирных механизмов. Фиг.4 - фрагмент затвора с последовательным расположением шарнирных механизмов по периметру резервуара.

Уплотняющий затвор для плавающей крыши резервуара содержит разрезное кольцо 1, состоящее из скользящих листов 2, подвешенных на наружном ободе 3 плавающей крыши 4 при помощи шарнирных двухзвенных механизмов 5, и прижатое к стенке резервуара 6 при помощи пружин 7. Поверхность жидкости 8 покрыта мембраной 9, прикрепленной по одному краю к разрезному кольцу 1, по другому - к ободу 3. К верхнему краю разрезного кольца 1 прикреплены вторичное уплотнение 10 и защитный козырек 11, воспринимающий снеговую нагрузку и защищающий затвор и нефтепродукт от атмосферных осадков. Шарнирный механизм 5 имеет звенья 12 и 13, соединенные шарниром 14, и прикреплен одним концом к ободу 3 при помощи шарнирного кронштейна 15, состоящего из кронштейна 16 и оси 17, другим - к скользящему листу при помощи шарнирной муфты 18, состоящей из вилки 19, оси 20 и основания 21. Оси 17 и 20 и ось шарнира 14 расположены с небольшим наклоном к вертикали. На фиг.1 показан фрагмент затвора в пределах расположения двух шарнирных механизмов 5. За пределами фрагмента - по всему периметру - расположение шарнирных механизмов и пружин чередуется.

Предлагаемый уплотняющий затвор работает следующим образом.

Шарнирный механизм является подвеской и воспринимает все виды нагрузок: вес затвора, снеговая нагрузка, сила трения, скручивающий момент. При движении плавающей крыши 4 вверх и вниз уплотняющий затвор движется вместе с ней. При этом скользящие листы 2 скользят по внутренней поверхности стенки 6 резервуара, прилегая плотно к ней за счет действия пружин 7. Мембрана 9 изолирует поверхность испарения жидкости 8 от газового пространства, благодаря этому достигается сокращение потерь от испарения нефти и нефтепродукта в резервуарах. При изменении ширины зазора между ободом 3 и стенкой 6 происходит уменьшение угла между звеньями 12 и 13 (уменьшение зазора) или увеличение угла (увеличение зазора). Под действием гидродинамической нагрузки плавающая крыша может поворачиваться в горизонтальной плоскости. При этом уплотняющий затвор должен поворачиваться вместе с плавающей крышей, преодолевая скручивающий момент. Для обеспечения синхронного поворота затвора вместе с плавающей крышей оси 17, 20 и ось шарнира 14 установлены наклонно. Величина угла наклона зависит от соотношения величин суммарной вертикальной нагрузки и скручивающего момента. Обоснованный расчетами угол наклона осей составляет в пределах 5…30° от вертикали в зависимости от величины нагрузки. При больших зазорах между ободом и стенкой резервуара увеличиваются вес затвора и снеговая нагрузка, поэтому угол наклона осей шарниров должен быть небольшим. При увеличении величины скручивающего момента (это зависит от мощности работающих винтовых мешалок и от объемной скорости подачи нефтепродукта в резервуар) угол наклона осей может быть увеличен пропорционально. На фиг.1 шарнирные механизмы расположены зеркально. Они могут располагаться также последовательно (фиг.4).

Источники информации

1. А.с. СССР №210746. Открытия и изобретения, №12, 1968. А.с. СССР №508442. Открытия и изобретения. №12, 1976.

2. А.с. СССР №1446053. Бюл. №47, 23.12.1988.

3. А.с. СССР №263466. Бюл. №7, 04.11.1977.

4. А.с. СССР №908664. Бюл. №8, 28.02.82.

1. Уплотняющий затвор для плавающей крыши резервуара, включающий разрезное кольцо, состоящее из скользящих листов, каждый из которых подвешен на наружном ободе плавающей крыши при помощи двухзвенных шарнирных механизмов и прижат к стенке резервуара при помощи пружин, мембрану, прикрепленную с одной стороны к разрезному кольцу, с другой - к наружному ободу плавающей крыши, отличающийся тем, что двухзвенные шарнирные механизмы расположены в горизонтальной плоскости, оси шарниров крепления их к наружному ободу плавающей крыши наклонены под углом 5-30° к вертикали с возможностью перемещения концов шарнирных механизмов со стороны разрезного кольца в направлении радиуса резервуара в горизонтальной плоскости.

2. Уплотняющий затвор для плавающей крыши резервуара по п.1, отличающийся тем, что каждый скользящий лист подвешен двумя двухзвенными механизмами, расположенными зеркально друг к другу.

3. Уплотняющий затвор для плавающей крыши резервуара по п.1, отличающийся тем, что двухзвенные шарнирные механизмы расположены по периметру плавающей крыши последовательно.